Простой контроллер вращения двигателя так называемая широтно-импульсная модуляция часто используется для управления скоростью двигателей постоянного тока. Рабочий цикл сигнала обычно понимается как отношение длительности импульса к периоду повторения (сумма длительности и времени паузы). На рисунке показаны несколько диаграмм с коэффициентами заполнения в диапазоне 0-75%.
При амплитуде напряжения 5В и рабочем цикле 25% среднее напряжение составляет 1,25В, а при 50% — 2,5В. Максимальное (100%) значение рабочего цикла эквивалентно потоку постоянного тока. Изменяя рабочий цикл, можно регулировать среднее значение напряжения на двигателе и, следовательно, его скорость вращения. Инвертор гистерезиса (с входом Шмитта) на элементе U1A работают как нестабильный мультивибратор с постоянной частотой повторения (постоянный период) и регулируемым рабочим циклом. Принципиальная схема простой контроллер вращения двигателя показана на рисунке.
В среднем положении ползунка потенциометра R1 (линейного) сопротивления, через которые происходит зарядка и разрядка конденсатора С1, равны друг другу, а коэффициент заполнения генерируемой формы волны составляет 50%. Изменение положения ползунка потенциометра в одну или другую сторону приводит к уменьшению или увеличению коэффициента заполнения.
Второй инвертор (U1B) работает в качестве буфера, который управляет работой транзистора T1. Его состояние варьируется от закрытия до насыщения. Среднее значение напряжения на двигателе соответствует изменениям среднего напряжения сигнала, генерируемого мультивибратором на U1A, и, следовательно, изменение положения потенциометра R1 изменяет скорость вращения двигателя.
В одном крайнем положении ползунка двигатель останавливается, а в другом его ротор движется с максимальной скоростью. Диоды D1 и D2 используются для четкого разделения цепей зарядки и разрядки конденсатора С1 во время генерации сигнала управления. Конденсатор С2 используется для защиты питающей батареи от протекания больших всплесков переменного тока. Диод D3 защищает транзистор T1 от отрицательного импульса, генерируемого при выключении двигателя.
Генерируемая частота, используя значения элементов, как на схеме, составляет около 250Гц и может быть изменена путем изменения значений элементов C1 и R1. Сопротивление потенциометра должно находиться в диапазоне от 47к до 2,2м, а емкость конденсатора от 100 пФ до 1нФ. На рисунке показана монтажная плата, а также расположение элементов.
